2011年高考物理一輪復(fù)習(xí) 力的合成與分解課件 新人教版

2.解析法以下是合力計(jì)算的幾種特殊情況(1)相互垂直的兩個(gè)力的合成，如圖2-2-6所示：合力大小，方向tanθ=F2/F1。(2)夾角為θ的大小相同的兩個(gè)力的合成，如圖2-2-7所示。由幾何知識(shí)，作出的平行四邊形為菱形，其對(duì)角線相互垂直且平分，則合力大小F=2F1cosθ/2，方向與F1夾角為θ/2。(3)夾角為120°的兩等大的力的合成，如圖2-2-8所示。由幾何知識(shí)得出對(duì)角線將畫(huà)出的平行四邊形分為兩個(gè)等邊三角形，故合力與分力的大小相等。圖2-2-6圖2-2-7圖2-2-8名師支招：在力的合成或分解時(shí)，合成圖或分解圖為菱形，轉(zhuǎn)化為直角三角形計(jì)算更為簡(jiǎn)單。要點(diǎn)一力的合成的方法學(xué)案2力的合成與分解圖2-2-51.作圖法根據(jù)兩個(gè)分力的大小和方向，再利用平行四邊形定則作出對(duì)角線，根據(jù)表示分力的標(biāo)度去度量該對(duì)角線，對(duì)角線的長(zhǎng)度就代表了合力的大小，對(duì)角線與某一分力的夾角就可以代表合力的方向。如圖2-2-5所示，F(xiàn)1=45N，F(xiàn)2=60N，F(xiàn)合=75N，α=53°。即合力大小為75N，與F1夾角為53°。

1.兩個(gè)共點(diǎn)力的合成|F1-F2|≤F合≤F1+F2即兩個(gè)力大小不變時(shí)，其合力隨夾角的增大而減小，當(dāng)兩力反向時(shí)，合力最小，為|F1-F2|，當(dāng)兩力同向時(shí)，合力最大，為F1+F2。2.三個(gè)共點(diǎn)力的合成(1)最大值：三個(gè)力同向時(shí)，其合力最大，為Fmax=F1+F2+F3。(2)最小值：以這三個(gè)力的大小為邊，如果能組成封閉的三角形，則其合力的最小值為零，即Fmin=0；如不能，則合力的最小值的大小等于最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)力和的絕對(duì)值，F(xiàn)min=F1-|F2+F3|(F1為三個(gè)力中最大的力)。名師支招：

(1)求合力時(shí)，要注意正確理解合力與分力的關(guān)系。①效果關(guān)系：合力的作用效果與各分力共同的作用效果相同，它們具有等效替代性。②大小關(guān)系：合力與分力誰(shuí)大要視情況而定，不能形成合力總大于分力的定勢(shì)思維。(2)三個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí)，其合力的最小值不一定等于兩個(gè)較小力的和減去第三個(gè)較大的力。要點(diǎn)二合力范圍的確定＊體驗(yàn)應(yīng)用＊1.確定以下兩組共點(diǎn)力的合力范圍。(1)3N，5N，7N；(2)3N，5N，9N?！敬鸢浮?1)0≤F合≤15N(2)1N≤F合≤17N

1.已知合力和兩個(gè)分力的方向，求兩分力的大小。如圖2-2-9所示，已知F和α、β，顯然該力的平行四邊形是唯一確定的，即F1和F2的大小也被唯一地確定了。2.已知合力和一個(gè)分力的大小和方向，求另一分力的大小和方向。如圖2-2-10所示，已知F、F1和α，顯然此平行四邊形也被唯一確定了，即F2的大小和方向(角β)也被唯一地確定了。圖2-2-9圖2-2-10要點(diǎn)三力的分解的唯一性與多解性

3.已知合力、一個(gè)分力的方向和另一個(gè)分力的大小，即已知F、α(F1與F的夾角)和F2的大小，求F1的大小和F2的方向，有如下的幾種可能情況：情況圖解F>F2>Fsinα?xí)r，有兩解F2=Fsinα?xí)r，有唯一解F2<Fsinα?xí)r，無(wú)解，因?yàn)榇藭r(shí)無(wú)法組成力的平行四邊形F2≥F時(shí)，有唯一解

4.已知兩個(gè)不平行分力的大小(F1+F2>F)。如圖2-2-11所示，分別以F的始端、末端為圓心，以F1、F2為半徑作圓，兩圓有兩個(gè)交點(diǎn)，所以F分解為F1、F2有兩種情況。5.存在極值的幾種情況(1)已知合力F和一個(gè)分力F1的方向，另一個(gè)分力F2存在最小值。(2)已知合力F的方向和一個(gè)分力F1，另一個(gè)分力F2存在最小值。圖2-2-112.如圖2-2-12所示，物體靜止于光滑水平面M上，力F作用于物體的O點(diǎn)，現(xiàn)要使物體沿著OO′方向做直線運(yùn)動(dòng)(F與OO′方向都在M平面內(nèi))，必須同時(shí)再加一個(gè)力F′，這個(gè)力的最小值是()A.FtanθB.FcotθC.FsinθD.Fcosθ＊體驗(yàn)應(yīng)用＊圖2-2-12C【例1】?jī)蓚€(gè)共點(diǎn)力F1和F2間的夾角為θ，其合力大小為F，現(xiàn)保持θ角及F1的大小不變，將F2的大小增大為F2′，這時(shí)兩共點(diǎn)力的合力大小變?yōu)镕′，則以下關(guān)于F和F′的相對(duì)大小的說(shuō)法中，正確的是()A.一定有F′>FB.可能有F′<FC.可能有F′=FD.以上說(shuō)法都不正確【名師支招】(1)力是矢量，分力與合力的大小、方向關(guān)系遵循平行四邊形定則，不能用標(biāo)量的運(yùn)算方式理解合力與分力的大小關(guān)系。(2)常用作圖法分析合力與分力的關(guān)系，如圖2-2-14所示，合力Ｆ可以大于某個(gè)分力F1，也可以等于某個(gè)分力F1，還可以小于某個(gè)分力F1?！窘馕觥糠至秃狭Φ拇笮?、方向關(guān)系遵循平行四邊形定則，在本題中，由于不能確定兩個(gè)分力間的夾角θ的具體大小，故可分三種情況討論，如圖2-2-13所示。由圖2-2-13(甲)、(乙)可知當(dāng)θ≤90°，分力F2增大時(shí)，合力一定增大，即有F′＞F。由圖2-2-13(丙)可知，當(dāng)θ＞90°，分力F2增大時(shí)，其合力先減小后增大。故本題正確選項(xiàng)為B、C。BC圖2-2-13圖2-2-14熱點(diǎn)一合力與分力的大小關(guān)系

1在以下關(guān)于分力和合力關(guān)系的敘述中，正確的是()A.合力和它的兩個(gè)分力同時(shí)作用于物體上B.合力的大小等于兩個(gè)分力大小的代數(shù)和C.合力的大小可能小于它的每一個(gè)分力D.合力的大小可能等于某一個(gè)分力的大小CD【例2】［2009年高考江蘇物理卷］用一根長(zhǎng)1m的輕質(zhì)細(xì)繩將一幅質(zhì)量為1kg的畫(huà)框?qū)ΨQ懸掛在墻壁上，已知繩能承受的最大張力為10N，為使繩不斷裂，畫(huà)框上兩個(gè)掛釘?shù)拈g距最大為(g取10m/s2)()A.mB.mC.1/2mD.m【名師支招】解答此類題關(guān)鍵是找到臨界條件，由于兩細(xì)繩有最大張力，所以兩掛釘間距增大，細(xì)繩的拉力也隨之增大，最大間距即為達(dá)到最大張力時(shí)的距離?！窘馕觥勘绢}考查三力平衡，其中有兩力相等的情形，是常規(guī)題型，只要知道當(dāng)兩相等力夾角為120°時(shí)，三力大小相等，就能順利解答。繩子恰好不斷時(shí)的受力分析如圖2-2-16所示，由于FN=mg=10N，繩子的最大拉力也是10N，可知F1、F2之間的最大夾角為120°，由幾何關(guān)系知兩個(gè)掛釘之間的最大間距L=1/2×cos30°×2m=m。A圖2-2-15圖2-2-16熱點(diǎn)二力的合成與分解的臨界問(wèn)題

2如圖2-2-17所示，用一個(gè)輕質(zhì)三角支架懸掛重物，已知AB桿所能承受的最大壓力為2000N。AC繩所能承受的最大拉力為1000N，α=30°。為不使支架斷裂，求懸掛的重物應(yīng)滿足的條件？【答案】重物重力應(yīng)不大于500N圖2-2-17【例3】如圖2-2-18所示，在一個(gè)半圓環(huán)上用兩根細(xì)線懸掛一個(gè)重為G的物體，設(shè)法使OA線固定不動(dòng)，將OB線從豎直位置沿半圓環(huán)緩緩移到水平位置OB′，則OA與OB線中受到的拉力FA、FB的變化情況是()A.FA、FB都增大B.FA增大，F(xiàn)B減小C.FA增大，F(xiàn)B先增大后減小D.FA增大，F(xiàn)B先減小后增大圖2-2-18【名師支招】分析動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題用圖解法比較方便。要注意以下三點(diǎn)：①前提是合力不變，一個(gè)分力的方向不變。②正確判斷某一個(gè)分力的大小和方向變化及其引起的另一個(gè)力的變化。③注意某一分力方向變化的空間(即范圍)?！窘馕觥勘绢}重力作為分解的對(duì)象，它對(duì)兩繩產(chǎn)生兩個(gè)拉緊的效果，即兩分力方向是沿繩所在直線的，先作初始的力分解平行四邊形，然后根據(jù)OB繩的方向變化作出各位置的平行四邊形，從圖中判斷各力的變化情況。因?yàn)槔K結(jié)點(diǎn)O受到重物的拉力F，所以才使OA繩和OB繩受力，因此將拉力F分解為FA和FB（如圖2-2-19所示）。OA繩固定，則FA的方向不變，從OB向下靠近OB′的過(guò)程中，在B1、B2、B3三個(gè)位置，兩繩受力分別為FA1